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國中教甄|理化理化104 年第 11 題單選題

一衛星以橢圓軌道繞著地球轉,若衛星最接近地球時距離地心 且速率 ,最遠離地球時距離地心 且速率 ,則 與 之關係為何?

A$\nu_{p} = 4\nu_{a}$正確答案
B$4\nu_{p} = \nu_{a}$
C$\nu_{p} = 2\nu_{a}$
D$2\nu_{p} = \nu_{a}$
答案與詳解
A
正確答案
根據角動量守恆定律(或克卜勒第二定律),衛星在近地點與遠地點的角動量相等,可推導出速率與距離成反比。

逐選項解析

A$\nu_{p} = 4\nu_{a}$✓ 正確
根據角動量守恆,衛星在近地點與遠地點的角動量相等,即 $m\nu_{p}D = m\nu_{a}(4D)$,化簡後得到 $\nu_{p} = 4\nu_{a}$,故本選項正確。
B$4\nu_{p} = \nu_{a}$✕ 錯誤
此選項將速率與距離誤認為成正比,或將等式左右側顛倒,不符合角動量守恆之推導結果。
C$\nu_{p} = 2\nu_{a}$✕ 錯誤
D$2\nu_{p} = \nu_{a}$✕ 易錯陷阱

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